JPH0742637Y2 - カッティングプロッタの駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、屋外看板やウィンドガラスの装飾等に用いら
れる紙、マーキングフィルム等のシート状媒体を所定の
形状に切り抜くためのカッティングプロッタに係り、特
に、そのカッタのシート状媒体に対する圧接圧を調節し
たうえでカッタを駆動するカッティングプロッタの駆動
装置に関する。

〔従来の技術〕

この種のカッティングプロッタにおいては、種々の材質
や厚さのマーキングフィルムを切り抜くため、ユーザー
が使用するシート状媒体に合わせてカッタのシート状媒
体に対する圧接圧（カッタ圧）を調節することが必須と
なる。すなわち、カッタ圧が強すぎる場合は、シート状
媒体を載置する台紙まで切断されてしまう台紙切れやシ
ート状媒体のめくれ上りあるいはカッタ刃先の摩耗等が
発生するし、また、カッタ圧が弱すぎる場合は、切れ残
りが発生して、切り抜いた文字が剥れにくくなってしま
う。

ところで、それぞれのシート状媒体におけるカッタ圧の
許容巾は、さほど大きいものではないため、シート状媒
体として市販されている各種の一般的な塩化ビニル製マ
ーキングフィルムに対応するためには、50〜150g程度の
間において少なくとも10段階程度のカッタ圧を設定でき
るようにする必要がある。

従来より、この種のカッティングプロッタにおいて用い
られているカッタ圧調節方法としては、カッティングヘ
ッドに適度の重量の分銅を載置する方法、カッティング
ヘッドにダイヤルを取付け、カッタを復帰させる復帰ば
ねの縮み量をダイヤルの回転角により調節する方法、あ
るいは、カッティングヘッドにソレノイドを載置し、そ
のコイルに流れる電流を制御することによりカッタ圧を
変化させる方法がある。

第５図は前述したカッティングブロック内にソレノイド
を載置した従来のものを示す図であり、カッティングヘ
ッド１の上壁2Aおよび下壁2B間には、上下方向に延在す
るガイドロッド３が支持されており、このガイドロッド
３には、支持スリーブ４が昇降自在に支持されている。
この支持スリーブ４の上下端部には、それぞれ前記カッ
ティングヘッド１の外方に突出する支持板5,5が突設さ
れており、両支持板5,5には、下端にカッタ本体７が突
設されているペン状のカッタ６が支持されている。ま
た、前記カッティングヘッド１の下壁2Bおよび支持スリ
ーブ４間には、前記カッタ６のカッタ本体７をシート状
媒体８から離間するために支持スリーブ４を浮上せしめ
るコイルばね９が介装されている。

前記支持スリーブ４の下端部には、前記カッティングヘ
ッド１の側壁2C方向に延在するコイル固定板10が突設さ
れており、このコイル固定板10上には、円環状に巻回さ
れているコイル11が固定されている。また、前記カッテ
ィングヘッド１の上壁2Aおよび側壁2Cには、前記コイル
11の内外に位置するヨーク12が取付けられており、さら
に、前記コイル11の直上の上壁2Aには、円環状の永久磁
石13が取付けられている。前記コイル11は、前記永久磁
石13により形成される磁界に対抗する方向の磁界が形成
されるような向きに巻回されており、これらのコイル固
定板10、コイル11、ヨーク12および永久磁石13はソレノ
イド14を構成している。

前述した構成によれば、ヨーク12に電流を流すことによ
りコイル11が永久磁石13に反発してコイルばね９に抗し
て下降し、カッタ６の下端のカッタ本体７はシート状媒
体８に圧接するように下降されることになる。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述した第６図のものにおいてシート状
媒体８に対するカッタ６のカッタ本体７のカッタ圧を調
節するためには、コイルばね９に流す電流を制御しなけ
ればならず、そのための駆動制御回路が必要となり、装
置が複雑化するおそれがあった。また、第６図のものに
おいては、カッタ６のカッタ本体７によるシート状媒体
８の切断作業中には、コイル11に継続して電流を流さな
ければならず、消費電力が大きいという問題点があっ
た。

一方、前述した分銅を載置することによりカッタ圧を調
節するものにおいては、人間が種々の重量の分銅を載置
し直したり、あるいはずらしたりするという操作の煩雑
さがあったし、また、カッティングヘッドの重量が増大
し、カッティングヘッドを移動させるのに、大型で高価
格のモータが必要となっていた。

他方、カッティングヘッドにダイヤルを取付けるものに
よれば、カッティングヘッドの構成は比較的簡単になる
ものの、現在どの程度のカッタ圧にあっているかを判別
しにくいという問題点がある。

本考案は、前述した従来のものにおける問題点を克服
し、簡単な構成で容易にカッタ圧を調節することができ
るカッティングプロッタの駆動装置を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前述した目的を達成するため本考案に係るカッティング
プロッタの駆動装置は、カッタをＺ方向に移動可能に支
持したカッティングヘッドをカッティング媒体に対し相
対的にX-Y方向へ移動させる移動手段を備えたカッティ
ングプロッタにおいて、前記カッタをＺ方向に移動させ
るモータと、このモータにより回転駆動されるウォーム
ギアと、前記カッティングヘッドに支持され前記ウォー
ムギアと噛合されるウォームホイールと、このウォーム
ホイールの回転に伴ｕって弾性力を蓄え前記カッタをＺ
方向に付勢する弾性手段とを有することを特徴としてい
る。

〔作用〕

前述した構成からなる本考案によれば、モータの回転角
により弾性手段に蓄えられる弾性力を変化してカッタ圧
を変化させることができるし、また、ウォームギアとウ
ォームホイールの噛合によりモータの回転を弾性手段に
伝達するようにしているので、モータへの通電を切って
も、そのカッタ圧を保持することができるため、安価な
回路ならびに機構の構成でカッティングプロッタを形成
することができる。

〔実施例〕

以下、本考案を図面に示す実施例により説明する。な
お、前述した従来のものと同一ないしは相当する構成に
ついては、同一の符号を付して説明する。

第２図A,Bは、本考案に係る駆動装置を適用したカッテ
ィングプロッタの要部を示すものであり、ベース16の両
側には側板17A,17Bがそれぞれ立設されており、これら
の両側板17A,17B間には、前記ベース16の上方に臨む断
面正方形の回転軸18と、前記ベース16の下方に位置する
断面円形の回転軸19とがそれぞれ回転自在に支持されて
いる。前記回転軸18と回転軸19は、前記側板17Bにそれ
ぞれ取付けられているモータ20,21により回転駆動され
るようになっている。このうち、前記回転軸18には、こ
の回転軸18と一体に回転しうるスリーブ22が回転軸18の
軸方向に移動しうるように被着されており、このスリー
ブ22の外周には、ウォームギア23が形成されている。ま
た、前記回転軸19には、軸方向に間隔を隔てて１対の給
紙ローラ24,24が回転軸19と一体に回転しうるように嵌
着されており、各給紙ローラ24は、前記ベース16に形成
されている窓孔25を介してベース16上に多少突出してい
る。一方、前記側板17A,17Bの内側にはブラケット26が
突設されており、各ブラケット26には、前記給紙ローラ
24に圧接して従動する給紙ローラ27が回転自在に支持さ
れている。そして、２対の給紙ローラ24,27間にシート
状媒体８を挟持して前記モータ21により各給紙ローラ24
を回転せしめることにより、シート状媒体８をＹ方向に
搬送しうるようになっている。

前記側板17Aの外側には、水平方向に延在するブラケッ
ト28Aが、また、前記側板17Bの外側には、同じく水平方
向に延在するブラケット28Bがそれぞれ突設されてお
り、このうちブラケット28Aには駆動プーリ29が回転自
在に支持され、また、ブラケット28には従動プーリ30が
回転自在に支持されている。前記駆動プーリ29は、前記
ブラケット28Aに取付けられているモータ31により回転
駆動されるようになっており、また、駆動プーリ29およ
び従動プーリ30にはタイミングベルト32が巻回されてい
る。さらに、このタイミングベルト32にはカッティング
ヘッド１が固定されており、前記モータ20によりタイミ
ングベルト32を走行することによりカッティングヘッド
１をＸ方向に移動しうるようになっている。なお、前記
両側板17A,17Bの上部間にはガイド軸33が架設されてお
り、このガイド軸33は、前記カッティングヘッド１の上
部に形成されている開口34を挿通し、カッティングヘッ
ド１のＸ方向への移動をガイドするようになっている。

前記カッティングヘッド１の詳細が第１図に示されてい
る。

第１図において、前記カッティングヘッド１内は、前記
ベース16の前後方向に間隔を隔てた第１室35および第２
室36に区画されており、これらの第１室35および第２室
36間には、上端から下端部にかけて大きな連通開口38が
形成された仕切壁37が介装されている。また、前記第１
室35内におけるカッティングヘッド１の側壁2Cと仕切壁
37には、同一水平面上にそれぞれ下向きの段部39,40が
形成されており、両段部39,40に係合しうる外径からな
る円環状のばね座41が両段部39,40より下方の第１室35
内において上下動しうるように配設されている。さら
に、カッティングヘッド１の下壁2Bおよびばね座41間に
は、ばね座41を上方に付勢するコイルばねからなる復帰
ばね42が介装されている。さらにまた、前記第１室35の
中心部のカッティングヘッド１の下壁2Bには、上下方向
の貫通孔43が形成されている。

前記第１室35内には、カッタ６が上下動しうるように配
設されている。このカッタ６は、相互に結合された上半
部44Aおよび下半部44Bにより構成されており、このカッ
タ６の下端には、上方に延在する中心穴45が形成されて
いる。この中心穴45内には、上下方向に間隔を隔てて１
対の軸受46,46が配設されており、中心穴45内には、こ
れらの軸受46,46により回転可能に支持された長尺のカ
ッタ本体７がその下端の尖端を中心穴45外に臨ませるよ
うに配設されている。

前記カッタ６の外周面には、前記ばね座41上に着座しう
るフランジ47が周設されており、前記ばね座41が復帰ば
ね42の作用により段部39,40に当接している状態におい
てカッタ６のフランジ47がばね座41上に着座すると、カ
ッタ６の下端部はカッティングヘッド１の下壁2Bの貫通
孔43を挿通して下壁2Bの下方に突出するようになってい
る。また、カッタ６は、この状態よりさらに下方に移動
しうるようにその下端部が貫通孔43にさらに挿入されう
るようになっている。

前記カッタ６の外周面には、前記仕切壁37の連通開口38
を介して前記第２室36内に臨む突起48が突設されてい
る。一方、この第２室36内には、前記ウォームギア23と
噛合するウォームホイール49などを支持する支持フレー
ム50が配設されている。この支持フレーム50の上端部に
は、前記ガイド軸33に被着されこのガイド軸33に沿って
摺動しうるスリーブ51が突設されており、また、前記支
持フレーム50の上下方向の中央部にはボス52が形成され
ている。さらに、前記支持フレーム50の下端部には、カ
ッティングヘッド１がウォームギア23と一体に回転軸18
に沿って移動しうるようにするためにウォームギア23を
両端から挟持する１対の挟持腕53,53が間隔を隔てて突
設されている。

前記支持フレーム50の前記ボス52には水平方向に延在す
る支軸54が装着されており、この支軸54には、前記ウォ
ームギア23と噛合している前記ウォームホイール49が回
転自在に支持されている。このウォームホイール49は、
第３図に示すように、約210度の範囲にわたってのみ歯
部が形成された部分歯車とされている。また、前記ウォ
ームギア23の進み角は逆転臨界値より小さくされてお
り、したがって、ウォームホイール49の回転によりウォ
ームギア23が従動することはなく、ウォームギア23は回
転軸18の回転によってしか回転しないようになってい
る。さらに、前記ウォームホイール49の反時計方向側の
端面55には、円周方向に延在するガイド突起56が突設さ
れている。

前記ウォームホイール49の隣接位置には、同じく前記支
軸54に回転自在に支持されている押動部材57が配設され
ており、この押動部材57には、前記カッタ６の突起48に
上方から係合してカッタ６を復帰ばね42に抗して押し下
げる押動突起58が突設されている。また、前記押動部材
57には前記ガイド突起56にほぼ対向し円周方向に延在す
るガイド突起59が突設されており、これらのガイド突起
56およびガイド突起59間には、弾性手段の一例としての
コイルばねたる接続ばね60がウォームホイール49と押動
部材57の円周方向における相対位置が変化しても脱落し
ないように介装されている。さらに、前記支持フレーム
50にはストッパ61が突設されており、前記押動部材57に
は、その押動突起58が突起48に対し離間している状態に
おいて前記ストッパ61に時計方向から当接し、その後の
押動部材57の同方向の回動を拘束する当接アーム62が突
設されている。

ところで、前記回転軸18を介してウォームギア23を回転
駆動するためのモータ20ならびにその他のモータ21,31
はいずれもステッピングモータとされており、前記モー
タ20の回転ステップ数を制御することによりカッタ本体
７のシート状媒体８に対する圧接圧たるカッタ圧を制御
するようになっている。

第４図はこのための制御系統を示すものであり、ホスト
コンピュータ63に入力された、シート状媒体８を切り抜
くための図形、文字等のデータたるカッティングデータ
は、このホストコンピュータ63からカッティングプロッ
タ64のインターフェース回路65を介して演算処理部66に
入力されるようになっている。この演算処理部66は、前
記ホストコンピュータ63からのカッティングデータ等を
演算処理するためのものであり、この演算処理部66に
は、モータ駆動回路67が接続され、演算処理部66におけ
る演算処理により形成されたモータ駆動信号がモータ駆
動回路67に入力されるようになっている。

前記演算処理部66には、カッティングデータ等を一時的
に保持するためのRAM68と、カッタ圧に対応するモータ2
0の回転ステップ数をテーブル化して格納するためのROM
69とが接続されている。また、前記演算処理部66には、
図示しないプロッタ本体の操作パネル上に設けられたカ
ッタ圧設定用のスイッチ70と、カッタ圧のランクを表示
する表示器71とが接続されている。

前記モータ駆動回路67には、前記各モータ20,21,31が接
続されており、前記ホストコンピュータ63からのカッテ
ィングデータ等に従って前記モータ21,31が所定のタイ
ミングで回転駆動されるとともに、前記スイッチ70によ
るカッタ圧の入力信号に応じて前記ROM69から対応した
ステップ数が読み出されて、カッタ本体７が所望の圧力
でシート状媒体８に圧接されることになる。なお、カッ
タ本体７のシート状媒体８に対する圧接、離間等のタイ
ミングは前記ホストコンピュータ63からのカッティング
データ等により制御されることになる。

つぎに、前述した構成からなる本実施例の作用について
説明する。

前記各モータ20,21,31の駆動ならびに停止の制御は、ホ
ストコンピュータ63からのカッティングデータ等により
演算処理部66およびモータ駆動回路67を介して行なわれ
るが、カッタ６のカッタ本体７のシート状媒体８に対す
るカッタ圧の調節は、スイッチ70を用いて切断すべきシ
ート状媒体８の材質や肉厚等に対応したカッタ圧のラン
クを入力することにより行なわれることになる。

そして、カッティングヘッド１のＸ方向の移動は、モー
タ31の正逆いずれかの方向の回転駆動によりタイミング
ベルト32を走行して行なわれる。また、シート状媒体８
のＹ方向の移動は、モータ21の正逆いずれかの方向の回
転駆動により回転軸19を回転し、この回転軸19に嵌着さ
れている給紙ローラ24,24と、各給紙ローラ24に圧接す
る給紙ローラ27,27との間にシート状媒体８を挟持した
うえで各給紙ローラ24を回転駆動することにより行なわ
れる。

ところで、カッタ圧の調節を含むカッタ６のＺ方向の移
動は第３図に示すように行なわれる。なお、この第３図
においては、前後方向において重複する線を双方とも実
線で表示してある。

電源投入時には、モータ20の駆動により回転軸18、ウォ
ームギア23およびウォームホイール49の回転を介して押
動部材57が第３図において時計方向に回転され、この押
動部材57の当接アーム62が支持フレーム50のストッパ61
に当接し、第３図Ａに示す状態において停止することに
なる。なお、前記モータ20はステッピングモータである
ため、脱調方式により当接アーム62がストッパ61に当接
した状態に保持され、この位置が初期位置となる。ま
た、この状態においては、押動部材57の押動突起58がカ
ッタ６の突起48から離間しているので、カッタ６等の交
換は自由に行なうことができる。

この第３図Ａに示す状態からカッタ６を下降してカッタ
本体７をシート状媒体８に圧接するには、モータ20を駆
動し、ウォームギア23を介してウォームホイール49を第
３図Ａにおいて反時計方向へ回動させる。すると、ウォ
ームホイール49および押動部材57間に介装されている接
続ばね60がウォームホイール49に押動されることになる
ので、この接続ばね60を介して押動部材57も反時計方向
に往動され、その押動突起58がカッタ６の突起48に上方
から係合して復帰ばね42のばね力に抗して突起48を下方
に押動せしめる。すると、この突起48を備えているカッ
タ６が下降され、第３図Ｂに示すように、最終的にはカ
ッタ６の下端に突設されているカッタ本体７の尖端がシ
ート状媒体８に当接してカッタ６の下降は停止される。

ところで、前述したようにカッタ本体７の尖端がシート
状媒体８に当接した状態においてモータ20の駆動が直ち
に停止されるわけではなく、カッタ本体７のシート状媒
体８に対する所定のカッタ圧を得るためモータ20の駆動
は継続される。すると、ウォームホイール49はさらに反
時計方向に回動され、カッタ６の突起48に押動突起58が
当接することにより停止状態に保持されている押動部材
57との間に介装されている接続ばね60を圧縮せしめるこ
とになる。すると、この接続ばね60の圧縮状態に応じて
接続ばね60に蓄えられるばね力（弾性力）が変化するこ
とになるので、弱いカッタ圧を得るためには、ウォーム
ホイール49を第３図Ｃに示す位置まで回動すればよい
し、また、強いタッチ圧を得るためにはウォームホイー
ル49を第３図Ｄに示す位置まで回動すればよい。

そして、カッタ本体７の尖端がシート状媒体８に対し所
定のカッタ圧で圧接している状態において、ホストコン
ピュータ63からのカッティングデータに基づいてモータ
31を駆動してカッティングヘッド１をＸ方向に、また、
モータ21を駆動してシート状媒体８をＹ方向にそれぞれ
移動することによりシート状媒体８を所定のカッタ圧で
適正に切断することができる。なお、カッタ本体７は回
動自在なので、カッタ本体７によるシート状媒体８の切
断時、カッタ本体７はシート状媒体８の抵抗によりシー
ト状媒体８の切断方向に常に向くことになるため、シー
ト状媒体８を良好に切断することができる。

このように本実施例によれば、ウォームホイール49の回
動に伴ない接続ばね60を圧縮することによりシート状媒
体８に対するカッタ６のカッタ本体７の所定のカッタ圧
を得るようにしているので、接続ばね60のばね定数を適
当な値に設計するとともに、突起48を回転量すなわちス
テッピングモータたるモータ20の回転量をスイッチ70を
用いて可変的に制御することにより所望のカッタ圧を得
ることができる。

また、本実施例によれば、ウォームギア23および突起48
を噛合せしめ、しかも、ウォームギア23の進み角は逆転
臨界値より小さくされているので、復帰ばね42がカッタ
６をシート状媒体８から離間する方向に付勢していても
ウォームギア23は突起48により従動されないことにな
り、したがって、逆転防止のためにモータ20への通電を
保持する必要がなく、消費電力が少なくて済む。

さらに本実施例によれば、カッティングヘッド１にモー
タ等の重量物を搭載する必要がないので、カッティング
ヘッド１を軽量化することができ、慣性によるカッティ
ングヘッド１のＸ方向における位置決め精度の劣化を防
止できるし、また、慣性を加速するためのトルクが低減
するため、低トルクが低価格のモータを使用することが
できる。

なお、本考案は前述した実施例に限定されるものではな
く、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、弾
性手段としては、実施例において説明したばねに限られ
るものではなく、ゴムのようなものでもよい。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案に係るカッティングプロッタ
の駆動装置によれば、簡単な構成で容易にカッタを調節
することができるという実用的な効果を奏することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る駆動装置を適用したカッティング
プロッタの要部を示す縦断面図、第２図A,Bは第１図の
駆動装置の要部を示す上方ならびに下方からの斜視図、
第３図A,B,C,Dは本実施例の作用を示す正面図、第４図
は本実施例の制御を示すブロック図、第５図は従来例を
示す要部の縦断面図である。 １……カッティングヘッド、６……カッタ、７……カッ
タ本体、８……シート状媒体、16……ベース、17A,17B
……側板、18,19……回転軸、20,21,31……モータ、23
……ウォームギア、24,27……給紙ローラ、29……駆動
プーリ、30……従動プーリ、32……タイミングベルト、
35……第１室、36……第２室、37……仕切壁、42……復
帰ばね、48……突起、49……ウォームホイール、50……
支持フレーム、57……押動部材、58……押動突起、60…
…接続ばね、61……ストッパ、62……当接アーム、63…
…ホストコンピュータ、64……カッティングプロッタ、
65……インターフェース回路、66……演算処理部、67…
…モータ駆動回路、68……RAM、69……ROM、70……スイ
ッチ、71……表示器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】カッタをＺ方向に移動可能に支持したカッ
   ティングヘッドをカッティング媒体に対し相対的にX-Y
   方向へ移動させる移動手段を備えたカッティングプロッ
   タにおいて、前記カッタをＺ方向に移動させるモータ
   と、このモータにより回転駆動されるウォームギアと、
   前記カッティングヘッドに支持され前記ウォームギアと
   噛合されるウォームホイールと、このウォームホイール
   の回転に伴なって弾性力を蓄え前記カッタをＺ方向に付
   勢する弾性手段とを有することを特徴とするカッティン
   グプロッタの駆動装置。